La pénurie de puces, qui frappe de plein fouet l’industrie automobile depuis le quatrième trimestre 2020, ne va pas se résorber tout de suite. «Le pire est devant nous, affirme à L’Usine Nouvelle Jérémie Bouchaud, analyste au cabinet IHS Markit. La crise va s’amplifier dans les six semaines à venir pour atteindre son pic à la fin de mars 2021. C’est seulement à partir du troisième trimestre 2021 que la situation commencera à se détendre. Cette situation va empêcher l'industrie automobile de produire 1 million de véhicules au premier trimestre 2021 et probablement le même volume au deuxième trimestre 2021. Il faudra attendre le premier trimestre 2022 pour voir les choses revenir à la normale.»
Voici cinq les réponses à aux questions que soulève cette crise.
1 - Quelles sont les causes de la pénurie ?
L’industrie automobile fonctionne en juste-à-temps et flux tendus. Lorsque les usines ont fermé au premier semestre 2020 à cause de la pandémie du Covid-19, les constructeurs ont annulé brutalement leurs commandes pour ne pas se retrouver avec des stocks. Ils ont alors semé les germes de la pénurie. «L’industrie automobile est conservatrice, explique Jérémie Bouchaud. Elle méconnait les contraintes de l’industrie des semi-conducteurs, qui a des cycles de production longs, et la dépendance pour certains composants clés comme les microcontrôleurs vis-à-vis du fondeur taïwanais de puces TSMC. Or elle n’a repris ses commandes qu’en août-septembre 2021. Trop tard. Les capacités de production étaient entre temps allouées à d’autres secteurs en boom comme les smartphones 5G ou les PC portables. Et par malchance, un événement, qui ne se produit qu’une fois tous les six ans, est venu aggraver la situation : le lancement en novembre 2021 par Sony et Microsoft de nouvelles consoles de jeux, qui sont très consommatrices de puces.»
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La demande de l’automobile a commencé à exploser en septembre 2020, tirée par une reprise plus tardive que d’autres secteurs mais plus vigoureuse que prévue. Le problème est amplifié par l’accélération, sous l’effet des incitations des plans gouvernementaux de relance, de la production de véhicules électriques qui consomment bien plus de puces que les voitures traditionnelles.
«L’industrie des semi-conducteurs a retenu les leçons de crises précédentes comme celle de 2009 ou celle de Fukushima en 2011, rappelle Jérémie Bouchaud. Elle n’a pas baissé le niveau de ses stocks lors de la pandémie du Covid-19. La situation est différente pour l’industrie automobile. Elle dispose de plans pour faire face à des catastrophes naturelles comme les tremblements de terre, les inondations ou l’irruption de volcans. Mais rien pour faire face à une crise globale comme celle d’aujourd’hui. Lors d’une catastrophe naturelle comme Fukushima, il est possible d’orienter la chaîne d’approvisionnement vers d’autres zones. Aujourd’hui, les contraintes se posent à tout le monde.»
2 - Quels composants sont concernés ?
Les microcontrôleurs, sorte d’ordinateurs sur puce utilisés pour le contrôle du moteur, du freinage, de l’ABS, de l’éclairage ou des sièges, sont les composants les plus touchés par la pénurie. «C’est typique de toute situation de pénurie dans les semi-conducteurs, affirme Jérémie Bouchaud. Ils constituent le maillon faible de la chaîne électronique. Un gros SUV en contient une quarantaine en provenance de sept fournisseurs. Mais la pénurie touche aussi les régulateurs de tension, les circuits de gestion de l’alimentation, les capteurs d’image et d’autres composants.»
Or le marché des microcontrôleurs pour l'automobile se caractérise par une forte concentration. Selon IHS Markit, il est détenu à 98 % par seulement six fournisseurs : Renesas Electronics (Japon), NXP (Pays-Bas), Infineon Technologies (Allemagne, avec Cypress Semiconductor), Texas Instruments (Etats-Unis), Microchip Technology (Etats-Unis) et STMicroelectronics (France-Italie).
Le marché de l’ensemble des semi-conducteurs automobiles est moins concentré. Il reste néanmoins contrôlé à plus de 53 % par six fournisseurs selon IHS Markit : Infineon Technologies (avec Cypress Semiconductor), NXP, Renesas Electronics, Texas Instruments, STMicroelectronics et Bosch.
3 - Quels industriels sont touchés ?
Les constructeurs automobiles ne sont pas des clients directs des fournisseurs de puces. Ils consomment ces composants via des équipementiers automobiles comme Valeo, Bosch, Faurecia, Continental, Delphi, Denso ou ZF. Ceci n’exclut pas des collaborations directes à l’instar de celles de STMicroelectronics avec Hyundai, l’alliance Renault-Nissan-Mitsubishi, Tesla ou BYD. Mais en général, constructeurs automobiles et fournisseurs de puces se méconnaissent, ce qui explique en partie le problème actuel.
Toutefois, tous les constructeurs automobiles ne sont pas logés à la même enseigne. Toyota, l’inventeur du juste-à-temps, a eu la prudence de ne pas annuler toutes ses commandes. Même prudence chez le coréen Hyundai. Ils ont pris le risque de se trouver avec des stocks de composants sur les bras. Ils se voient aujourd’hui profiter, plus que d'autres de la reprise de marché, grâce à un stock de composants de quatre mois. Jérémie Bouchaud relativise cette position pour le moins enviable. «Certains constructeurs asiatiques, comme Toyota, disposent d’une chaîne logistique différente, reposant sur des stocks chez les distributeurs, explique-t-il. Mais ils vont être quand même affectés par la crise.»
4 - Que fait TSMC dans cette crise ?
Cette crise a fait braquer tous les projecteurs sur le taiwanais TSMC, plus grand fondeur mondial de puces. Des industriels aux politiques, tout le monde lui demande de tout faire pour résorber la pénurie. Et pour cause : il fabrique 70 % des microcontrôleurs consommés par l’industrie automobile selon IHS Markit. Il fournit ses prestations de fabrications à Renesas Electronics, NXP, Infineon, Texas Instruments ou encore Microchip Technology, qui ont tous choisi un modèle industriel « FabLite » reposant sur la sous-traitance d’une grande partie de leur production.
Le cas de Renesas Electronics est symptomatique de cette évolution. Depuis la catastrophe de Fukushima en 2011, il a fermé ou vendu plus de la moitié de ses usines et transféré le gros de sa production chez TSMC. Une transformation radicale dictée par le souci de gagner en résilience face aux tremblements de terre à répétition au Japon. «Il réalise 80 à 90 % de sa production de microcontrôleurs chez TSMC, estime Jérémie Bouchaud. Texas Instruments s’appuie sur les services de fonderie de TSMC et UMC. STMicroelectronics se distingue en conservant encore 80 à 85 % de sa production en interne. Une position qui lui donne un sérieux avantage dans la situation actuelle. Nous le voyons d’ailleurs dépasser cette année Texas Instruments et prendre la quatrième place sur le marché des puces automobiles, derrière Infineon, NXP et Renesas. Mais sa progression sera freinée par les goulets d’étranglements qui affectant d’autres maillons de la chaine de valeur comme les matériaux.» Face à la sévérité de la pénurie, Renesas Electronics a tenté de rapatrier en interne une partie de sa production sous-traitée. Mais il est vite rattrapé par la réalité au Japon. Un tremblement de terre a secoué la région de Fukushima le 13 février 2021, provoquant l'arrêt de son usine à Naka.
La crise actuelle a le mérite de mettre en lumière la dépendance excessive vis-à-vis de TSMC, alors que ce fondeur, qui fabrique notamment les puces d’Apple, ne tire que 10 % de son chiffre d’affaires de l’automobile. Les fournisseurs de puces automobiles vont être amenés à réduire cette dépendance en faisant aussi appel dorénavant à d’autres fondeurs de puces comme UMC, GlobalFoundries, TowerJazz ou X-Fab, selon Jérémie Bouchaud. Trois de ces fondeurs alternatifs de puces (GlobalFoundries, UMC et X-Fab) ont l’avantage d’avoir des usines en Europe. TSMC risque de perdre une partie de son activité au profit de tous ses grands concurrents à l’exception de Samsung. «Ce dernier se cantonne aux technologies avancées utilisées dans les mobiles, les PC ou l’intelligence artificielle, notre l'analyste d'IHS Markit. Il fabrique notamment la puce d’intelligence artificielle de Tesla. Mais il est peu présent dans les technologies matures utilisées dans la plupart des composants automobiles comme les microcontrôleurs.»
5 - Quels impacts politiques ?
La pénurie des puces automobiles devient une préoccupation politique majeure. On assiste à une diplomatie des puces des grands pays automobiles en direction de Taïwan. Washington, Berlin, Paris ou encore Tokyo pressent Taipei de tout faire pour augmenter les capacités de production. «On voit les gouvernements mettre la pression sur TSMC, constate Jérémie Bouchaud. Pas sûr que cela se traduise par une augmentation de la capacité globale de production.»
Cette crise a remis sur la table les questions de souveraineté. Bruno Le Maire, ministre de l’Economie, des Finances et de la Relance, souhaite accélérer le lancement d’un nouveau projet important d'intérêt européen commun (PIIEC) sur la microélectronique. L’un des volets vise la création d’une fonderie de puces avancées en Europe, comme les Etats-Unis sont en train de le faire avec TSMC. Mais pour l’analyste d’IHS Markit, l’objectif de souveraineté dans les semi-conducteurs est difficile à réaliser par un tel projet. «Une voiture moderne comporte par moins de 1 000 puces, estime-t-il. Impossible de couvrir tous les besoins avec une usine en Europe. Mieux vaut travailler sur l’amélioration de la chaîne logistique et la réduction de la dépendance vis-à-vis de TSMC.»
Selon IHS Markit, les puces automobiles ont représenté un marché de 38,5 milliards de dollars en 2020, en recul de seulement 9 % alors que les ventes de voitures ont plongé de 17 %. Pour 2021, le marché devrait tourner autour de 45 milliards de dollars. La pénurie actuelle a provoqué une flambée des prix des plaquettes de puces de 15 %. " Mais après les opérations de test, d'assemblage et de packaging, l'augmentation des prix subie par les clients est un peu moindre ", rassure Jérémie Bouchaud.
